Предмет системного анализа и его процедуры. 2

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Южно-Уральский  государственный университет»

(национальный  исследовательский университет)

Факультет «Право и финансы»

Кафедра «Экономика и управление проектами»

   Предмет  системного анализа и его процедуры

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

  по дисциплине  «Системный  анализ»

                                                                               Проверил: к.э.н., доцент,

 Матвеев Б.А.

                   Выполнил : студент группы 

                                                                                     ПиФ-218/З Брюхова Д.Н.

                                               Челябинск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................3

1  ПРЕДМЕТ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА…………………........................................4

2 ПРОЦЕДУРЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА……………………………………….7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................22

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...........................................................................23

ВВЕДЕНИЕ

Системный анализ — это наиболее последовательная реализация системного подхода к решению политических, социально-экономических, технических  и др. проблем в различных сферах  человеческой деятельности.

К использованию системного подхода  при принятии решений проявлялся все более широкий интерес  со стороны  специалистов по управлению и хозяйственных руководителей. Его все чаще называли новым типом управленческого мышления. И в настоящее время практически в любой научной работе по экономическим, управленческим проблемам содержатся ссылки на использование системного подхода.

Сущность системного подхода сводится к тому, что деятельность любой  части системы оказывает некоторое  влияние на деятельность всех других ее частей. Этот принцип есть следствие  известного положения диалектики, требующего рассмотрения всех явлений в их причинной  зависимости. Опираясь на положение  диалектики о том, что  «целое,  хотя оно и состоит из частей, перестает, однако, быть целым, когда его делят»3. В. И. Ленин писал: «Чтобы действительно  знать предмет, надо охватить, изучить все его стороны, все связи и  «опосредствования». Он подчеркивал: «.совокупность всех сторон, явлений, действительности и их (взаимно) отношения — вот из чего складывается истина».

Цель работы заключается в рассмотрении процедуры проведение системного анализа.

В связи с этим, задачи для достижения поставленной цели были рассмотрены  следующие:

- выявление предмета системного  анализа

- изучение процедуры системного анализа.

1 ПРЕДМЕТ СИСТЕМНОГО  АНАЛИЗА

Системный анализ сравнительно молодая наука, которая, однако, имеет древние корни  и применяется в любой предметной области, включая в себя как частные, так и общие методы и процедуры  исследования. Эта наука в ходе познания новых связей и отношений  объектов исследования применяет принципы системного подхода, которые не зависят  от природы объектов исследования.

Люди  и события не подчиняются законам  элементарной логики, выявить и описать  их поведение - задача на порядок сложнее, чем справиться с уравнением из области  высшей математики. Простые и быстрые  логические решения здесь исключены. Привычное мышление оказывается  при изучении систем неэффективным, поскольку оно направлено на поиски простых цепочек причинно-следственных связей, протянутых в пространстве и времени, а не на выявление всей конкретной сложности сочетания  тесно взаимосвязанных  факторов.

Изучение  и практическое использование системного анализа накладывает определенные особенности на принципы мышления человека и позволяет вырабатывать унифицированные  алгоритмы принятия решений в  различных областях знаний. При этом мышление приобретает большую логичность, рациональность, системность, улучшается способность решать новые задачи, адаптироваться к работе в новых  областях знаний. Системный анализ способствует также объективному познанию окружающего мира и процессов  в нем, что особенно важно при  текущей практике субъективной подачи информации.

Системный анализ признается в настоящее время  наиболее конструктивным из направлений  системных исследований. Этот термин впервые появился в 1948 г. в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления. Первая книга по системному анализу вышла в 1956 г. Ее издала корпорация RAND, а ее авторами были американские ученые Кан и Манн. В отечественной литературе системный анализ получил распространение после перевода книги С.Оптнера «Системный анализ деловых и промышленных проблем» (1967 г.).

В общем  виде системный анализ - совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной  природы и характера, междисциплинарных  проблем.

В соответствии с принципом системного подхода, каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир - взаимодействующие  системы. Цель системного анализа - выяснить эти взаимодействия, их потенциал  и «направить их на службу человека».

Необходимые атрибуты системного анализа как  научного знания:

наличие предметной сферы - системы и системные процедуры;

выявление, систематизация, описание общих свойств  и атрибутов систем;

• выявление и описание закономерностей и инвариантов (неизменений) в этих системах;
• актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;
• накопление, хранение, актуализация знаний о системах (коммуникативная функция).

Системный анализ базируется на ряде общих принципов.

Принцип - это обобщенные опытные данные, это закон явлений, найденный из наблюдений. Поэтому их истинность связана только с фактом, а не с какими-либо домыслами.

Принцип оптимальности. Известно, что характерной чертой современного развития (а развитие - это один из принципов диалектики!) является выбор наиболее подходящего варианта развития. В живой природе подобное совершается в виде естественного отбора, хотя имеет место и искусственный отбор, например в деятельности селекционеров. В развитии какого-либо объекта мы также должны иметь дело с отбором. В ходе практического освоения научных достижений важно выбирать такие творческие решения, которые являются лучшими по комплексу показателей для заданных условий.

Принцип системности. Чтобы действительно  знать предмет, надо охватить, изучить  все его стороны, все связи  и опосредствования. Мы никогда не достигаем этого полностью, но требование всесторонности предостерегают нас  от ошибок. Принцип системности предполагает подход к новому объекту как к  комплексному объекту, представленному совокупностью взаимосвязанных частных элементов. Он предполагает исследование объекта, с одной стороны, как единого целого, а с другой стороны, как части более крупной системы, в которой анализируемый объект находится с остальными системами в определенных отношениях. Таким образом, принцип системности охватывает все стороны объекта и предмета в пространстве и во времени!

Принцип иерархии. Иерархические отношения имеют место во многих системах, для которых характерна как структурная, так и функциональная дифференциация, т.е. способность к реализации определенного круга функций.

Принцип интеграции. Интегративные свойства объекта появляются в результате совмещения элементов до целого, а также в ходе совмещения функций во времени и в пространстве.

Принцип формализации (формальный - относящийся  к форме, в противоположность  сущности, т.е. несущественный) нацелен на получение количественных и комплексных характеристик.

Таким образом, неиспользование системного анализа  не позволяет знаниям (закладываемым  традиционным образованием) превращаться в умения и навыки их применения, в навыки ведения системной деятельности. В то же время системно мыслящий и действующий человек, как правило, прогнозирует и считается с результатами своей деятельности, соизмеряет свои желания (цели) и свои возможности (ресурсы) учитывает интересы окружающей среды, развивает интеллект, вырабатывает верное мировоззрение и правильное поведение в человеческих коллективах. Системный анализ обобщает методологию  исследования систем, является прикладной наукой нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.

2 ПРОЦЕДУРЫ СИСТЕМНОГО  АНАЛИЗА

Чтобы провести системный анализ, нужно провести последовательно  ряд особых процедур. Рассмотрим подробно их содержание и сущность.

Этапы системного анализа:

•    определение конфигуратора;

•    определение проблемы и проблематики;

•    выявление целей;

•    формирование критериев;

•    генерирование альтернатив;

•    построение и использование моделей;

•    оптимизация;

•    декомпозиция;

•    агрегирование.

Определение конфигуратора 

Конфигуратором  называется минимальный набор профессиональных языков, позволяющий дать полное (адекватное) описание проблемной ситуации. Вся  работа в ходе решения проблемы будет  происходить на языке конфигуратора. Конфигуратор определяется природой проблемосодержащей и проблеморазрешающей систем с целью анализа.

Примеры:

• конфигуратором для задания любой точки n-мерного пространства является совокупность ее координат;
• в радиотехнике для одного и того же прибора используется конфигуратор: блок-схема, принципиальная схема, монтажная схема;
• при описании процессов, происходящих в хозяйственных комплексах можно для характеристики выходного продукта производственной или обслуживающей сферы использовать три типа показателей: натуральные (экономико-технологические), денежные (финансово-экономические) и социально-ценностные (политические, этические, эстетические). Деятельность любой организации – завода, школы, театра, фирмы можно описывать на этих трех языках, образующих конфигуратор.

Определение проблемы

Проблемой называется ситуация, характеризующаяся  различием между необходимым (желаемым) выходом и существующим выходом. Выход является необходимым, если его  отсутствие создает угрозу существованию  или развитию системы. Существующий выход обеспечивается существующей системой. Желаемый выход обеспечивается желаемой системой. Проблема есть разница  между существующей и желаемой системой. Проблема может заключаться в  предотвращении уменьшения выхода или  же в увеличении выхода. Условие  проблемы представляет существующую систему («известное»). Требование представляет желаемую систему.

Решение проблемы есть — то, что заполняет  промежуток между существующей и  желаемой системами. Система, заполняющая  промежуток, является объектом конструирования  и называется решением проблемы.

За обнаружением проблемы следует прогнозирование  ее развития и оценка актуальности ее решения, т.е. состояния системы  при нерешенной проблеме. Оценка актуальности решения проблемы позволяет определить необходимость ее решения.

Процесс нахождения решения концентрируется  вокруг итеративно выполняемых операций идентификации условия, цели и возможностей для решения проблемы. Результатом идентификации является описание условия, цели и возможностей в терминах системных объектов (входа, процесса, выхода, обратной связи и ограничения), свойств и связей, т. е. в терминах структур и входящих в них элементов. Если структуры и элементы условия, цели и возможностей данной проблемы известны, идентификация имеет характер определения количественных отношений, а проблема называется количественной. Если структура и элементы условия, цели и возможностей известны частично, идентификация имеет качественный характер, а проблема называется качественной или слабоструктуризованной. Как методология решения проблем системный анализ указывает принципиально необходимую последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, конструирования решения проблемы и реализации этого решения. Процесс решения представляет собой конструирование, оценку и отбор альтернатив систем по критериям стоимости, времени, эффективности и риска с учетом отношений между предельными значениями приращений этих величин (маргинальных отношений). Выбор границ этого процесса определяется условием, целью и возможностями его реализации.

Современные представления о расхождении  целей и результатов деятельности связаны с именем российского  философа Н.Н. Трубникова, который утверждал, что их причиной является “двойственность” используемых средств. Действительно, когда средства подбираются для  реализации намеченной цели, например, определенная структура, технология, персонал и т.д., то, будучи еще не опробованными  в реальной деятельности, они представляют собой идеальные средства, т.е. средства, лишь мысленно подходящие для достижения целей. А на практике они начинают проявлять себя как реальные предметы с такими свойствами, многие из которых  заранее познать было невозможно. Ведь эти свойства проявляются лишь во взаимодействии с другими предметами; поэтому пока этого взаимодействия не было, пока средства не были “встроены” в реальные системы, они оставались абстрактными, идеальными, мысленными средствами. И как идеальные средства они, казалось, способны были бы обеспечить реализацию запланированных целей. Но когда они становятся реальными средствами, то дают результат, в чем-то не совпадающий с целями.

Каков же выход? Ставить лишь такие цели, для  достижения которых используются лишь привычные средства в привычных  сочетаниях? Но такие цели рассчитаны на скромный результат, не свойственный современному рынку, да и в целом, человечеству, рвущемуся к прогрессу. Если же делать ставку на совершенно новые  средства, то результаты практически  невозможно прогнозировать, в чем  легко убедиться, вспомнив многие проблемы человечества в сфере политики, экономики, экологии и т.д.

Следует признать, что оптимален подход, синтезирующий, объединяющий оба. Не вдаваясь в детальное обоснование, опишем лишь конкретную методологию, позволяющую  использовать изложенные представления  на практике.

Формирование критериев

Критерий - это способ сравнения  альтернатив. Критерием качества альтернативы может служить любой ее признак, значение которого можно зафиксировать  в порядковой или более сильной  шкале. После того как критерий сформирован, т. е. найдена характеристика, которая  будет положена в основу сравнения  альтернатив, появляется возможность  ставить задачи выбора и оптимизации. Задача формирования критериев решается непосредственно после того, как  сформулированы цели системного анализа. Сформированные критерии в некотором  смысле должны заменять цели. От критериев  требуется как можно большее  сходство с целями, чтобы оптимизация  по критериям соответствовала максимальному  приближению к целям. Выполняя данный этап, необходимо осознавать, что критерии не могут полностью совпадать  с целями. Одной из причин этого  является то, что критерии и цели формулируются в разных шкалах: цели в номинальных, критерии в более  сильных, допускающих упорядочение. Определение значения критерия для данной альтернативы является косвенным измерением степени ее пригодности как средства достижения цели. Решая задачи системного анализа, возникает ситуация, когда невозможно предложить один критерий адекватно отражающий цель исследования. Даже одну цель редко удается выразить одним критерием, хотя к этому необходимо стремиться. Критерий как и всякая модель лишь приближенно отображает цель, адекватность одного критерия может оказаться недостаточной. Поэтому решение может состоять не обязательно в поиске более адекватного критерия, оно может выражаться в использовании нескольких критериев, описывающих одну цель по-разному и дополняющих друг друга. Еще более усложняется задача в случае, когда сформулировано несколько целей системного анализа, отражающих разные системы ценностей. В этом случае исследователь тем более вынужден формировать несколько критериев и в последующем решать многокритериальную задачу. Таким образом, можно отметить, что многокритериальность является способом повышения адекватности описания цели. Критерии должны описывать по возможности все важные аспекты цели, но при этом желательно минимизировать число необходимых критериев.

Генерирование перспектив

Составление перечня возможных  вариантов решения проблем (генерирование  альтернатив) является самым напряженным  творческим этапом системного анализа. Теория выбора исходит из того, что  задано множество альтернатив, т.е. считается, что уже имеется то, из  ч е г о  выбирать, и вопрос состоит в том,  к а к  выбирать. Более того, все направлено на поиск самой лучшей альтернативы в заданном множестве альтернатив, и если в это множество мы по каким-то причинам не включили действительно наилучшую, то никакие методы выбора ее не “вычислят”. Генерирование альтернатив, т.е. идей о возможных способах достижения цели, является настоящим творческим процессом.

СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА  АЛЬТЕРНАТИВ.

Важно сознательно сгенерировать как можно большее число альтернатив. Для этого используются различные способы: а) поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе; б) привлечение нескольких квалифицированных экспертов, имеющих разнообразную подготовку и опыт; в) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени; и т.д.

СОЗДАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ  УСЛОВИЙ.

При организации работы на этапе генерирования альтернатив  следует помнить о существовании  факторов, как тормозящих творческую работу, так и способствующих ей.

К внутренним факторам относят: а) последствия неправильного восприятия действительности; б) интеллектуальные преграды; в) эмоциональные преграды; и т.д.

Внешние факторы: физические условия, посторонние шумы, различные  неудобства и т.д.

Однако наиболее сильное  влияние на индивидуальное творчество оказывают общественные условия, общий  культурный фон, идейная атмосфера.

СПОСОБЫ СОКРАЩЕНИЯ ЧИСЛА  АЛЬТЕРНАТИВ.

При большом количестве альтернатив  рекомендуется произвести грубое отсеивание, не сравнивая альтернативы количественно, а лишь проверяя их на присутствие  некоторых качеств, желательных  для любой приемлемой альтернативы.

Рассмотрим некоторые  хорошо зарекомендовавшие себя на практике организационные формы генерирования  альтернатив.

МОЗГОВОЙ ШТУРМ.

Специально разработан для  получения максимального количества предложений. Техника мозгового  штурма такова. Собирается группа лиц, отобранных для генерации альтернатив; главный принцип отбора – разнообразие профессий, квалификации, опыта. Приветствуются любые идеи, категорически запрещается критика. Глупые идеи легко исключаются последующим анализом, производимым другой группой.

СИНЕКТИКА.

Предназначена для генерирования  альтернатив путем ассоциативного мышления, поиска аналогий поставленной задаче. Целью здесь является не количество альтернатив, а генерирование  небольшого числа альтернатив (даже единственной альтернативы), разрешающих  данную проблему. Суть синектики: формируется  группа из 5-7 человек, отобранных по признакам  гибкости мышления, практического опыта, психологической совместимости, общительности, подвижности. Группа ведет систематическое  направленное обсуждение любых аналогий с подлежащей решению проблемой, спонтанно возникающих в ходе беседы. Перебираются не только три  уже известных вида подобия (прямое, косвенное и условное), но и чисто  фантастические аналогии. В отличие  от мозгового штурма при использовании  синектики требуется специальная  и длительная подготовка.

РАЗРАБОТКА   СЦЕНАРИЕВ.

В некоторых проблемах  искомое решение должно определить реальное будущее течение событий. В таких случаях альтернативами являются различные последовательности действий и вытекающих из них событий, которые могут произойти в  будущем с исследуемой системой. Эти последовательности имеют общее  начало (настоящее состояние), но затем  возможные состояния различаются  все сильнее, что и приводит к  проблеме выбора. Такие гипотетические альтернативные описания того, что  может произойти в будущем, называют сценариями, а рассматриваемый метод – разработкой сценариев.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ   АНАЛИЗ

Простой и эффективный  способ генерирования альтернатив  – предложен Ф.Цвикки. Он состоит  в выделении всех независимых  переменных проектируемой системы, перечислении возможных значений этих переменных и генерировании альтернатив  перебором всех возможных сочетаний  этих значений.

ДЕЛОВЫЕ   ИГРЫ

Это имитационное моделирование  реальных ситуаций, в процессе которого участники игры ведут себя так, будто  они в реальности выполняют порученную им роль, причем сама реальность заменяется некоторой моделью.

Декомпозиция

Декомпози́ция – научный метод, использующий структуру задачи и позволяющий заменить решение одной большой задачи решением серии меньших задач. 

Декомпозиция – это закрепление  целей, задач, критериев их достижения и соответствующих числовых показателей за структурными элементами организации разного иерархического уровня. Были разработаны различные подходы декомпозиционных методов.  

На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление о решаемой проблеме, осуществляются:

1. определение и декомпозиция общей цели исследования;
2. выделение проблемы из среды, определение её ближнего и дальнего окружения;
3. описание воздействующих факторов.

Наиболее часто декомпозиция проводится путём построения дерева целей и  дерева функций. Основной проблемой  при этом является соблюдение двух противоречивых принципов:

• полноты — проблема должна быть рассмотрена максимально всесторонне и подробно;
• простоты — всё дерево должно быть максимально компактным «вширь» и «вглубь».

Компромисс достигается с помощью  четырёх основополагающих понятий:

1. существенности — в модель включаются только компоненты, существенные по отношению к целям анализа;
2. элементарности — доведение декомпозиции до простого, понятного, реализуемого результата;
3. постепенной детализации модели;
4. интегративности — возможность введения новых элементов в основания и продолжение декомпозиции по ним на разных ветвях дерева.

Глубина декомпозиции ограничивается. Если при декомпозиции выясняется, что модель начинает описывать внутренний алгоритм функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «чёрного ящика», то в этом случае произошло  изменение уровня абстракции. Это  означает выход за пределы цели исследования системы и, следовательно, вызывает прекращение декомпозиции. 
В современных методиках типичной является декомпозиция модели на глубину 5-6 уровней. На такую глубину декомпозируется обычно одна из подсистем. Функции, которые требуют такого уровня детализации, часто очень важны, и их детальное описание даёт ключ к основам работы всей системы.  

        В общей теории систем доказано, что большинство систем могут быть декомпозированы на базовые представления подсистем. К ним относят: последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов, соединение с помощью обратной связи.  

        Проблема проведения декомпозиции состоит в том, что в сложных системах отсутствует однозначное соответствие между законом функционирования подсистем и алгоритмом, его реализующим. Поэтому осуществляется формирование нескольких вариантов (или одного варианта, если система отображена в виде иерархической структуры) декомпозиции системы.  

        Наиболее часто применяемые стратегии декомпозиции:

• Функциональная декомпозиция. Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос, что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.
• Декомпозиция по жизненному циклу. Признак выделения подсистем — изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Для жизненного цикла управления организационно-экономической системы выделяют этапы планирования, инициирования, координации, контроля, регулирования. Для информационных систем разделяют этапы обработки информации: регистрацию, сбор, передачу, обработку, отображение, хранение, защиту, уничтожение.
• Декомпозиция по физическому процессу. Признак выделения подсистем — шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом её часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.
• Декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция). Признак выделения подсистем — сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т. п.). Силу связи по информации можно оценить коэффициентом информационной взаимосвязи подсистем k= N/N0, где N — количество взаимоиспользуемых информационных массивов в подсистемах, N0 — общее количество информационных массивов. Для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели.
• Декомпозиция по входам для организационно-экономических систем. Признак выделения подсистем: источник воздействия на систему, это может быть вышестоящая или нижестоящая система, а также существенная среда.
• Декомпозиция по типам ресурсов, потребляемых системой. Формальный перечень типов ресурсов состоит из энергии, материи, времени и информации (для социальных систем добавляются кадры и финансы).
• Декомпозиция по конечным продуктам системы. Основанием могут служить различные виды продукта, производимые системой.
• Декомпозиция деятельности человека. Выделяется субъект деятельности; объект, на который направлена деятельность; средства, используемые в процессе деятельности; окружающая среда, все возможные связи между ними.